به گزارش آناژورنال، مطالعه‌ای جدید با حمایت مؤسسه ملی سلامت ایالات متحده (NIH) موفق به شناسایی اصول تازه‌ای در یادگیری مغز شده است؛ یافته‌هایی که می‌تواند مسیر توسعه نسل بعدی سامانه‌های هوش مصنوعی مشابه مغز انسان را هموار کند.
یادگیری در مغز چگونه رخ می‌دهد؟
یادگیری در ساده‌ترین سطح، یعنی بازسازی و سازمان‌دهی مجدد مدارهای عصبی در مغز. این فرایند از طریق تقویت یا تضعیف اتصالات سیناپسی (نقاط ارتباطی میان نورون‌ها) انجام می‌شود؛ پدیده‌ای که به آن انعطاف‌پذیری سیناپسی (Synaptic Plasticity) گفته می‌شود. پرسشی کلیدی همواره این بوده است: مغز چگونه تصمیم می‌گیرد کدام سیناپس‌ها در فرایند یادگیری تغییر کنند؟
یافته‌های جدید پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو با بهره‌گیری از تصویربرداری پیشرفته دو-فوتونی از مغز موش‌ها هنگام یادگیری، جزئیاتی بی‌سابقه از این فرایند آشکار کردند. نتایج منتشرشده در نشریه Science در تاریخ ۱۷ آوریل نشان می‌دهد که:
- نورون‌ها از یک قاعده واحد برای یادگیری پیروی نمی‌کنند.
- هر نورون می‌تواند در بخش‌های مختلف خود از چند قاعده متفاوت بهره بگیرد.
چرا این کشف مهم است؟
این یافته دیدگاه سنتی درباره یکنواختی قوانین انعطاف‌پذیری را به چالش می‌کشد و به حل یکی از معماهای کلیدی علوم اعصاب نزدیک می‌شود: «مسئله نسبت دادن اعتبار» (Credit Assignment Problem)؛ یعنی چگونگی همکاری سیناپس‌ها برای شکل‌دهی رفتارهای پیچیده در حالی که تنها به اطلاعات محلی دسترسی دارند.
پیامدها برای علوم اعصاب و هوش مصنوعی
یافته‌ها نشان می‌دهد که نورون‌ها می‌توانند به‌طور هم‌زمان و مستقل، محاسبات متفاوتی را در بخش‌های زیرسلولی مختلف خود انجام دهند. این موضوع:
- فهم ما از یادگیری را متحول می‌کند.
- می‌تواند الهام‌بخش طراحی سامانه‌های هوش مصنوعی چندلایه و تخصصی باشد، به‌جای تکیه بر یک سازوکار یکپارچه.
کاربردهای پزشکی و درمانی
این کشف نه‌تنها در حوزه فناوری، بلکه در درمان اختلالاتی مانند اعتیاد، PTSD، آلزایمر و اوتیسم نیز کاربرد بالقوه دارد و می‌تواند به توسعه رویکردهای درمانی مؤثرتر منجر شود.
گام بعدی پژوهش‌ها
به گفته محققان، هدف بعدی بررسی دقیق‌تر این است که نورون‌ها چگونه می‌توانند قوانین مختلف را به‌طور هم‌زمان به کار گیرند و چه مزایای عملکردی این سازوکار برای مغز فراهم می‌کند.
سوالات متداول:
قوانین تازه کشف‌شده در یادگیری مغز چیست؟
پژوهشگران دریافتند که نورون‌ها از یک قاعده واحد پیروی نمی‌کنند و می‌توانند در بخش‌های مختلف خود چندین قاعده یادگیری داشته باشند.
این کشف چه اهمیتی برای علوم اعصاب دارد؟
یافته جدید دیدگاه سنتی درباره یکنواختی قوانین انعطاف‌پذیری را به چالش می‌کشد و به حل مسئله نسبت دادن اعتبار در مغز نزدیک می‌شود.
چه ارتباطی میان این کشف و هوش مصنوعی وجود دارد؟
این پژوهش می‌تواند الهام‌بخش طراحی سامانه‌های هوش مصنوعی چندلایه و تخصصی باشد که شبیه مغز انسان یاد می‌گیرند.
کاربردهای درمانی این یافته چیست؟
درک بهتر قوانین یادگیری مغز می‌تواند به توسعه درمان‌های مؤثرتر برای اختلالاتی مانند اعتیاد، PTSD، آلزایمر و اوتیسم کمک کند.
گام بعدی پژوهشگران در این حوزه چیست؟
آن‌ها قصد دارند بررسی کنند نورون‌ها چگونه به‌طور هم‌زمان قوانین مختلف یادگیری را به کار می‌گیرند و چه مزایایی ایجاد می‌کند.
